A biztosíték egy egyszer használatos teljesítményelektronikai alkatrész , amely védelmi funkciót lát el.
A GOST szerint : "Olyan eszköz, amely egy vagy több, bizonyos kialakítású és méretű alkatrészének megolvadása miatt megnyitja az áramkört, amelyben benne van, megszakítva az áramot, ha egy bizonyos ideig túllép egy előre meghatározott értéket. A biztosíték minden alkatrészt tartalmaz, amelyek készterméket képeznek" [1] . A biztosíték a védett elektromos áramkör leggyengébb szakasza , amely vészüzemmódban működik, ezáltal megszakítja az áramkört, és megakadályozza az elektromos áramkör értékesebb elemeinek későbbi tönkremenetelét a magas hőmérséklet [2] miatt, amelyet a túlzott áramértékek okoznak . Az első biztosítékokat a 19. század végén kezdték használni. Azóta a lényegük nem változott, csak a gyártástechnológia és a munkájuk minősége változott, mind az anyagok kiválasztásával, amelyekből készülnek, mind a dizájn megváltoztatásával. Meg kell jegyezni, hogy a biztosíték és az olvadó kapcsolat kifejezések jelentése jelentősen eltérő a modern elektromos szabványokban.
Biztosítékban védőelemként az ún. olvadó betét, amely a patron belsejében helyezkedik el , intenzíven hőelnyelő ívoltó közeggel (kvarchomok) töltve, vagy töltés nélkül, biztosítékokban esetenként az autogáz elvet alkalmazzák, az ív hőhatása során ívoltó gázok kibocsátása a patron szerkezeti elemeiből (például egy ívbiztosíték működése során a szálas ház gázokat bocsát ki). A nagy teljesítményű biztosítékokhoz olvadó betétet készítenek a lemezekbe olyan kivágásokkal, amelyek csökkentik a betét keresztmetszeti területét, míg névleges üzemmódban a hővezető képesség miatt beszűkült helyekről származó többlethőnek ideje átterjedni a széles részekre, ill. az egész betét hőmérséklete közel azonos. Túlterheléskor a hőnek nincs ideje teljesen újra eloszlani a betét teljes térfogatában, és a legmelegebb helyen megolvad. Rövidzárlat esetén a folyamat olyan intenzív, hogy gyakorlatilag nincs hővisszaoszlás, és a betét több szűk helyen kiég.
A biztosíték gyorsabb működése érdekében (nagy sebességű biztosítékokban) speciális kialakításokat alkalmaznak (az olvadóbetét speciális formát kap), amelyben a biztosítékban lévő áramkört nagy áramerősséggel nem a betét megolvasztásával kapcsolják ki, hanem elektrodinamikus erőkkel megtörve (néha a működés felgyorsítása érdekében az olvadó betétet rugóerővel is terheljük). A betét olvadásának felgyorsítására a metallurgiai hatás jelenségét is alkalmazzák , ezt a megoldást általában több párhuzamos huzalból származó betétekkel ellátott biztosítékoknál alkalmazzák.
Egyes biztosítékok kialakításánál változó vezeték-keresztmetszetű betéteket használnak: az egyes szakaszok eltérő kiégési ideje a túlfeszültség csökkenéséhez vezet a biztosíték működése során.
Bármely áramvédelem fontos jellemzője, beleértve a biztosítékot is, az idő-áram karakterisztikája , amelyet általában grafikon formájában írnak le, az áramot az abszcissza tengely mentén ábrázolják, leggyakrabban relatív egységekben (a biztosíték névleges árama). link egységnek számít), és az ordináta mentén - válaszidő. Ugyanakkor szem előtt kell tartani, hogy a biztosíték minden példányának jellemzője (még ugyanabból a tételből is) saját idő-áram karakterisztikával rendelkezik, amelyet a katalógus minden biztosítéktípusnál „jellemzőként” tüntet fel. terjedési zóna”, amelyre a gyártó garanciát vállal.
Ebben az esetben szem előtt kell tartani a biztosíték névleges árama és a biztosítékcsatlakozó névleges árama közötti különbséget :
Egy adott méretű biztosítéktartóba több betét is beépíthető különböző névleges áramerősségekhez, míg a névleges sorozat legnagyobbja általában megegyezik a tartó névleges áramával.
Egyes biztosítéktípusok működésjelzője rugós tüske formájában van; amikor a biztosítékkar kiég, a rugó kidobja a jelzőtüskét a biztosítékházból, jelezve a biztosíték működését. Néha ez a tüske megnyom egy speciális jelérintkezőt, jelezve a kiolvadt biztosítékot a telemechanikai áramkörökön keresztül.
A tervezési jellemzőktől függetlenül minden összeolvadó link két fő elemet tartalmaz:
Az olvadókötéses testek általában nagy szilárdságú speciális kerámiákból készülnek (porcelán, szteatit vagy korund-mullit kerámia). Az alacsony névleges áramú biztosítékokhoz speciális szemüveget használnak. Az olvadóbetét teste általában egy alaprész szerepét tölti be, amelyre az olvadóelem az olvadóelem érintkezőivel, a működésjelző, a szabadérintkezők, a biztosítékcsatlakozás működtetésére szolgáló eszközök és egy adattábla van felszerelve. Ugyanakkor a ház elektromos ívoltó kamra funkcióit is ellátja.
Sajnos jelenleg nincs egységes rendszer a biztosítékok osztályozására, de különböző szempontok szerint osztályozhatók.
Általánosságban elmondható, hogy minden biztosítéknak van egy bizonyos időáram-karakterisztikája, amely megmutatja, hogy mennyi idő telt el a biztosíték kiolvadása előtt a működés megkezdésétől számítva. És megjegyezhetünk néhány fontos működési módot.
Tehát kiválaszthatja a minimális kioldási áramot, ha az átfolyó áram ennél az értéknél kisebb vagy egyenlő, akkor az olvadókapocs tetszőlegesen hosszú ideig működik kioldás nélkül. Ebben az üzemmódban, nevezzük névlegesnek vagy működőnek, minden biztosíték pontosan ugyanúgy viselkedik.
De amint az átfolyó áram elkezdi meghaladni a minimális üzemi áram értékét, a biztosíték olvadni kezd. A különböző típusú biztosítékok tervezési jellemzőitől függően a folyamat különböző módon haladhat. Egyesek már valamivel nagyobb áramértéken is gyorsan megolvadnak (nagy fordulatszámon), mások (például a motorvédő áramkörökben használtak) a névleges áramnál lényegesen nagyobb áramot is elég hosszú ideig képesek elviselni, ami elegendő a hogy az elektromos áramkör olyan üzemmódba kerüljön, amelyben az áram a biztosíték névleges értékére csökken (pl. villanymotoroknál ez az a pillanat, amikor elindul, amikor a tekercsekben áthaladó áram sokszorosa a amelyen a motor már jár, és üzemi sebességet kap). Ez a második működési mód alapvetően meghatározza a biztosíték rendeltetését és felosztja azokat különböző típusokra. És ebben a részben ez az időáram karakterisztikája, alakját és értékeit a biztosíték és az ívoltó rendszer kialakítása határozza meg.
És a biztosíték harmadik működési módja a rövidzárlati üzemmód. Itt, mint az első esetben, szinte minden biztosíték hasonlóan viselkedik. Rövidzárlati áram esetén annak értéke az áramkörben rendkívül gyorsan növekszik, és olyan értékeket vesz fel, amelyek sokszor (vagy akár nagyságrendekkel) magasabbak, mint az áramkör névleges értékei. Ebben az üzemmódban a biztosítékból csak egy dolog szükséges - a lehető leggyorsabban megszakítani az áramkört, megakadályozva az áramkör elemeinek hő- vagy mechanikai sérülését a nagy áramértékek miatt.
Ezt a karakterisztikát (de nem mindig és nem minden modellen) betűkóddal jelzi a névleges áram értéke előtt a [3] jelölésben :
Alacsony teljesítményű áramkörök védelmére szolgál, jellemzően 20 amperig. Ez egy üveg (kerámia) henger , amelynek fém alapjai vékony huzallal vannak összekötve . Túlterhelés vagy rövidzárlat esetén a vezeték megég, kinyitja az áramkört, és megakadályozza, hogy a túlmelegedés később megsemmisüljön. Méretben különbözik:
A villás biztosítékokat legszélesebb körben a járművek egyenáramú elektromos áramköreiben használják , legfeljebb 30 voltos üzemi feszültségre gyártják. Az ilyen biztosítékok kialakítása az egyik oldalon eltolódik: az egyik oldalon elektromos érintkezők, az ellenkező oldalon pedig egy olvadó (védő) rész.
A legelterjedtebb típusú biztosítékok a volt Szovjetunió országainak lakásállományának régi elektromos berendezéseiben. A kialakítás egy porcelán tok, amelynek belsejében egy vékony huzal található (vészhelyzetben ég); az égés során a vezeték két végének egymástól való garantált elválása érdekében a vezeték egyik végén egy bizonyos színre festett terhelés lóg (minden szín egy bizonyos áramerősségnek felel meg). A biztosíték állapotát általában a terhelés helyzete határozza meg: ha egy huzalon lóg, akkor a biztosíték kiégett, és ki kell cserélni.
| Jelenlegi erősség | színellenőrzések | Maximális teljesítmény (hálózat 220 V) |
|---|---|---|
| 2 A | Rózsaszín | 460 watt |
| 4 A | Barna | 900 watt |
| 6 A | Zöld | 1200 watt |
| 10 A | Piros | 2000 watt |
| 16 A | Szürke | 3200 watt |
| 20 A | Kék | 4000 watt |
| 25 A | Sárga | 5200 watt |
| 32-50 A | A fekete | 7300-11500 watt |
| 60-63 A | Sötét vörös | 13 800 - 14 500 watt |
Az ipari elektromos berendezésekben a legelterjedtebb biztosítéktípusok, nagy áramerősségre, 1250 amperig gyártják. Fokozott veszélyforrást jelentenek, mivel a használat során szigeteletlen pofákkal ellátott tartóba kell szerelni; Emiatt a késes biztosítékokat csak azokon a helyeken próbálják alkalmazni, ahol a villanyszerelés karbantartását kizárólag szakképzett személyzet látja el, mind a szükséges felszerelésekkel, mind a megfelelő biztonsági ismeretekkel . A modern kínálatban megtalálhatók a dielektromos tokozású pengéjű biztosítékszakaszolók, amelyek csökkentik a sérülésveszélyt a karbantartás és/vagy csere során.
A biztosíték fő versenytársa az áramköri megszakító , amelynek jellemzője a könnyű kezelhetőség [4] .